地球為什么會有磁場,為什么也會被吸引呢

假設地球本身是導體,地球會因為穿過磁場而感應出電流 。當這些電流在導體中運動時,就會產生磁場,這就是所謂的發電機機制 。地球在軌道上運行時,會受到這些磁場的影響 。電子圍繞原子核運動 。他們為什么這樣移動?這些環流就像螺線管上的電線,一旦電流在其中形成定向運動,就會產生磁場 。
地球為什么會有磁場?
【地球為什么會有磁場,為什么也會被吸引呢】

地球為什么會有磁場,為什么也會被吸引呢


我們知道地球本身就像一塊大磁鐵,這個大指的是個頭大,而不是磁場強度強 。地磁場本身是很弱的,大概是25-65微特斯拉,即1特斯拉的十萬分之一 。作為比較,冰箱磁鐵的典型數值是5毫特斯拉,即1特斯拉的千分之一量級 。太陽黑子的典型磁場強度是0.3特斯拉,核磁共振的磁場強度是1.5-3特斯拉 。物理實驗中用的超導磁鐵可以達到3-8特斯拉,之所以要用超導磁鐵,是因為需要太強的電流才能產生這么強的磁場 。
如果是用正常導體的話,由于導體的電阻不是零,導線會因為產生太多的熱量而熔化 。地球磁場的來源很復雜,細節很多,目前還沒有最后定論 。根據我了解到的信息,大致講一下這里的思路 。地磁場可以保護地球免受太陽風中帶電粒子的撞擊 。在太陽系的早期,地磁場很弱,而太陽風很強 。首先在太陽系誕生的早期,猛烈的太陽風會產生比現在強的多的磁場 。
地球在軌道上運動,會受到這些磁場的作用 。假設地球本身是個導體的話,地球就會因為穿過磁場而感生出電流,這些電流在導體中動起來,是會產生磁場的,這就是所謂發電機機制 。問題是地球為什么會是個導體?我們知道地球的半徑是6370公里,其中鐵合金存在的區域是最里面的3400公里 。地球的最中心是一個固態的鐵核,半徑有1220公里,溫度高達6000開爾文,之外是個液態區域,液態區域的外面是地幔,溫度是3800開爾文 。
由于地幔和地核之間巨大溫差的存在,液態鐵會在溫度的驅動下產生對流,即熱的液體上升往冷的地方浮,而冷的液體下降往地球中心沉 。同時地球本身還在自轉,在科里奧利力的作用下,液態鐵會旋轉起來,形成環流 。這些環流就像螺線管上的電線,一旦電流在其中形成定向運動就會產生磁場 。為了維持地球的磁場,就必須維持液態鐵中的電流,必須與電流的歐姆損耗抗衡 。
這里又是地核與地幔之間的溫度差提供了驅動作用,從微觀的角度說溫差電效應會順著溫度的梯度建立溫差電勢 ?,F在維持地核與地幔之間的溫度差就成了維持地磁場的關鍵 。首先地球的核心是熱源,除了地核之外的物體下落到地核本身可以提供引力能外,地核還存在放射性元素,天然放射性為地核維持高溫提供了主要的能源 。地球上的主要天然放射性同位素,半衰期基本上都是十億年數量級 。
地球有磁場,可人不是金屬,為什么也會被吸引呢?
地球為什么會有磁場,為什么也會被吸引呢


地球對地球上所有的物質都具有吸引力,無論是金屬材料的還是非金屬材料的 。那么這個引力的道理是怎么樣的呢?我們學過物理,知道物質的內部結構的道理,那就是分子量,分子的數量云集在一起,就構成了物質 。但是,物質的最小的界限就是分子 。電子圍繞著原子核運動,為什么會照成這樣的運動呢?兩個帶相反電荷的物質相互作用的結果,它們的內部結構不平衡 。
當兩個相反電荷絕對平衡狀態,這個物質就中性了,也就不會互相吸引了 。也就不運動了 。但是世界上,宇宙中是沒有這種平衡狀態的,這些物質在運動中總會處于一種不平衡的狀態,相反電荷會互相獲取,比如正電荷會吸引一些負電荷,負電荷會吸引一些正電荷 。在這求得平衡的瞬間,物質處于過度階段,這個階段物質會互相獲取電子立即就變成了不平衡,失去了電子的物體帶正電,得到了電子的物體帶負電,這樣物質就會互相吸引而獲得平衡,但是平衡是過度的,也就是從平衡馬上走向不平衡,一個帶正電的物質會吸引一個帶負電的物質 。

推薦閱讀